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本书从当前可观测宇宙出发，通过追溯早期宇宙，讲解了宇宙的诞生与可能的结局，并结合天文观测与物理学研究中的“暗物质”与“暗能量”问题，带领读者探索了宇宙中不可见的“额外维度”，以及奇妙的多重时空区域。本书语言通俗、线索清晰、节奏轻快、层层深入，不仅描绘出了宇宙的整体图景， 还探讨了当前宇宙研究中待解决的关键问题，是宇宙学入门的科普佳作。

本书是村山教授的一部科普著作，全面介绍了当前宇宙学的基本概念、重要问题，同时也用非常通俗易懂的语言介绍了许多新奇的理论和实验，还专门设置了问答，替一般读者问出阅读时可能存有的疑问，并由村山教授一一回答。对于想要弄懂这些概念的一般读者，这是一本不绕弯子、直奔主题的简洁明快之作。能向中国读者推荐这部著作，我感到十分荣幸。

——中国科学院国家天文台 宇宙暗物质暗能量组首席研究员 陈学雷

第1章　已知的宇宙　　005

1. 太阳系——宇宙的小角落　　006

2. 探索太阳系　　009

3. 出人意料的公转速度　　012

4. 恒星的构成　　014

5. 中微子的馈赠　　018

6. 艰辛的中微子观测　　021

7. 恒星的内部结构　　022

8. 深入探索银河系　　023

9. 银河系中心的黑洞　　027

10. 奇异的星系旋转　　028

11. 看不见的物质　　030

12. 星系中充满暗物质？！　　031

13. 如何获知星系在旋转　　033

14. 相当于几乎什么也没看到　　036

答疑解惑　　037

第2章　宇宙满是暗物质　　039

1. 星系团中也充满了暗物质　　040

2. 引力透镜效应　　043

3. 斯巴鲁望远镜　　044

4. 星系团的碰撞　　047

答疑解惑　　049

第3章　宇宙的大尺度结构　　053

1. 宇宙中的“浓淡疏密”　　054

2.“大爆炸”的余烬　　057

3. 膨胀中的宇宙　　059

4. 宇宙的结构清单　　060

5. 暗物质与宇宙的诞生　　062

答疑解惑　　063

小专栏　　064

1. 构成万物的基本粒子　　064

2. 力也是源自基本粒子　　064

3. 未知的基本粒子与宇宙之谜　　065

第4章　暗物质的黑暗秘密　　067

1. 暗物质的候选者　　068

2. 胆小的第一候选者　　072

3.WIMP 的真相　　074

4. 其他维度的访客？！　　075

5. 探寻暗物质的声音　　077

6. 探索暗物质的热潮　　082

7. 再现宇宙大爆炸　　084

8. 宇宙的基因计划　　086

答疑解惑　　089

小专栏　　091

1. 宇宙的年龄　　091

2. 观察宇宙的开端　　092

第5章　宇宙的命运　　095

1. 宇宙的命运　　096

2. 暗能量　　097

3. 从超新星获知宇宙膨胀速度　　098

4. 持续增加的能量　　100

5. 宇宙将会撕裂？　　102

6. 暗能量的产生速度　　104

7. 超弦理论与宇宙终结　　105

答疑解惑　　106

第6章　多重宇宙　　111

1. 宇宙不是唯一的　　112

2. 从弯曲到平坦　　114

3. 五维时空　　117

4. 不可见的维度　　118

5. 身边的多维度　　121

6. 应用于力的统一　　123

7. 微弱的引力　　125

8. 引力不会互相抵消　　126

9. 引力为什么微弱　　128

10. 存在渗透到其他维度的引力吗　　130

第7章　多重维度　　133

1. 渗透到多重维度的引力　　134

2. 黑洞——存在多重维度的证据　　136

3. ILC 的实验　　137

4. 弯曲的宇宙　　140

5. 额外维度空间是不确定的　　142

6. 不确定的存在　　143

7. 额外维度中的暗物质　　146

答疑解惑　　149

第8章　宇宙是唯一的吗　　153

1. 三维的三明治　　154

2. 宇宙的分支　　155

3. 宇宙加速膨胀的能量　　157

4. 理论物理学最糟糕的预言　　158

5. 超弦理论与黑洞　　161

6. 六维空间是叠在一起的　　164

7. 何方可化身千亿，一宇宙前一揭秘　　166

答疑解惑　　169

后记　　171

村山齐（Hitoshi Murayama）

1964年出生。

1986年东京大学毕业。

1991年修完东京大学博士课程，专业为基本粒子物理学。

曾任日本东北大学助教，自2000年开始担任加利福尼亚大学伯克利分校教授。

2002年，荣获西宫汤川纪念奖。

2007年，日本文部科学省创立世界级别的研究基地——东京大学卡弗里数学物理联合宇宙研究机构（IPMU），村山先生担任第一代所长职务。

主要研究课题为超对称性理论、中微子、初期宇宙、粒子加速器实验的现象论等。与世界顶尖科学家共同协作，推动宇宙研究的发展，同时为将研究成果回报给社会，积极投身市民讲座和科学教室等演讲活动。

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书籍介绍

本书从当前可观测宇宙出发，通过追溯早期宇宙，讲解了宇宙的诞生与可能的结局，并结合天文观测与物理学研究中的“暗物质”与“暗能量”问题，带领读者探索了宇宙中不可见的“额外维度”，以及奇妙的多重时空区域。本书语言通俗、线索清晰、节奏轻快、层层深入，不仅描绘出了宇宙的整体图景， 还探讨了当前宇宙研究中待解决的关键问题，是宇宙学入门的科普佳作。

本书是村山教授的一部科普著作，全面介绍了当前宇宙学的基本概念、重要问题，同时也用非常通俗易懂的语言介绍了许多新奇的理论和实验，还专门设置了问答，替一般读者问出阅读时可能存有的疑问，并由村山教授一一回答。对于想要弄懂这些概念的一般读者，这是一本不绕弯子、直奔主题的简洁明快之作。能向中国读者推荐这部著作，我感到十分荣幸。

——中国科学院国家天文台 宇宙暗物质暗能量组首席研究员 陈学雷